El sistema de comunicación por satélite cómo funciona. Comunicaciones por satélite: principio de funcionamiento, área de cobertura, características del canal y planes tarifarios

SATÉLITES Y SISTEMAS DE SATÉLITE MODERNOS

Los principales tipos de satélites.

V mundo moderno los habitantes de nuestro planeta ya están utilizando activamente los logros de las tecnologías espaciales. Los satélites científicos, como el Telescopio Espacial Hubble, nos demuestran toda la grandeza e inmensidad del espacio que nos rodea, milagros que tienen lugar tanto en rincones remotos del Universo como en el espacio cercano.

Los satélites de comunicación, como, por ejemplo, Galaxy XI, se utilizan activamente. Con su participación se facilitan comunicaciones internacionales y telefónicas móviles y, por supuesto, televisión via satélite... Los satélites de comunicación juegan un papel muy importante en la expansión de Internet. Es gracias a ellos que tenemos la oportunidad con gran rapidez de acceder a información que se encuentra físicamente al otro lado del mundo, en otro continente.

Los satélites de observación, uno de ellos "Spot", transmiten información importante para diversas industrias y organizaciones individuales, ayudando, por ejemplo, a los geólogos a buscar depósitos minerales, a las administraciones de las grandes ciudades, a planificar el desarrollo, a los ambientalistas, a evaluar el nivel de contaminación. de ríos y mares.

Los aviones, barcos y automóviles se orientan utilizando los satélites del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) y GLONASS, y el control de las comunicaciones marítimas se realiza mediante satélites de navegación y satélites de comunicaciones.

Ya estamos acostumbrados a ver imágenes tomadas por satélites como Meteosat en las previsiones meteorológicas. Otros satélites ayudan a los científicos a monitorear el medio ambiente transmitiendo información como la altura de las olas y la temperatura del agua del mar.

Los satélites militares proporcionan a los ejércitos y agencias de seguridad una amplia variedad de información, incluida la inteligencia electrónica, como los satélites Magnum, así como imágenes con muy alta resolución que llevan a cabo satélites secretos de reconocimiento óptico y radar.

En esta sección del sitio, nos familiarizaremos con muchos sistemas de satélites, los principios de su funcionamiento y la disposición de los satélites.

Órbita geoestacionaria o geosincrónica de Clarke

Por primera vez, la idea de crear satélites de comunicación surgió poco después de la Segunda Guerra Mundial, cuando A. Clark, en la edición de octubre de 1945 de Wireless World, presentó en detalle su concepto de una estación de comunicación de retransmisión ubicada a una altitud de 35880 km sobre la superficie de la Tierra.

Una órbita de este tipo se denomina órbita geosincrónica, geoestacionaria o de Clarke. Cuanto mayor sea la altitud de la órbita del satélite, mayor será la duración de una órbita alrededor de la Tierra. Cuando se mueve en una órbita circular con una altitud de 35880 km, una órbita se completa en 24 horas, es decir, para el período de rotación diaria de la Tierra. Un satélite que se mueva en dicha órbita estará constantemente por encima de un cierto punto en la superficie de la Tierra (aunque se requerirán correcciones orbitales regulares para compensar la influencia del campo gravitacional de la Luna).

Clarke consideró que dicha órbita era ideal para las comunicaciones de retransmisión globales. Tres satélites en órbita geoestacionaria en el plano ecuatorial proporcionan visibilidad por radio de la mayor parte de la superficie de la Tierra (con la excepción de las regiones circumpolares). Esto elimina la influencia de la ionosfera en las comunicaciones por radio. La idea de Clark no se implementó de inmediato, ya que en ese momento no había forma de enviar un satélite ni siquiera a una órbita terrestre baja, y mucho menos a una estacionaria.

A. Clark presentó sus propuestas iniciales para un satélite geoestacionario al Consejo de la Sociedad Interplanetaria Británica en forma de memorando. Este documento, con fecha del 25 de mayo de 1945, se encuentra actualmente en los archivos de la Institución Smithsonian en Washington.

Satélite de comunicación "Comstar 1"

Uno de los primeros satélites geoestacionarios utilizados para las necesidades diarias de las personas fue el satélite Comstar... Satélites Comstar 1 operado por el operador "Comsat" y alquilado por AT&T. Su vida útil está diseñada para siete años. Ellos retransmiten señales telefónicas y señales de televisión dentro de los Estados Unidos, así como en Puerto Rico. A través de ellos se pueden retransmitir simultáneamente hasta 6.000 conversaciones telefónicas y hasta 12 canales de televisión. Dimensiones geométricas del satélite. Comstar 1: Altura: 5,2 m (17 pies), Diámetro: 2,3 m (7,5 pies). El peso inicial es de 1410 kg (3109 lb).

Antena de comunicación transceptora con arreglos de polarización vertical y horizontal, permite tanto recibir como transmitir a la misma frecuencia, pero con polarización perpendicular. Esto duplica la capacidad de los canales de radiofrecuencia del satélite. De cara al futuro, podemos decir que la polarización de la señal de radio ahora se usa en casi todos los sistemas de satélite, esto es especialmente familiar para los propietarios de sistemas de televisión de recepción por satélite, donde, al sintonizar canales de televisión de alta frecuencia, debe configurar polarización vertical u horizontal.

Otra característica de diseño interesante es que el cuerpo cilíndrico del satélite gira a una velocidad de aproximadamente una revolución por segundo para proporcionar el efecto de estabilización giroscópica del satélite en el espacio. Si tenemos en cuenta la considerable masa del satélite, alrededor de una tonelada y media, entonces el efecto efectivamente tiene lugar. Y al mismo tiempo, las antenas de satélite permanecen dirigidas a un punto específico en el espacio de la Tierra para emitir una señal de radio útil allí.

Al mismo tiempo, el satélite debe estar en órbita geoestacionaria, es decir, "colgar" sobre la Tierra "inmóvil", más precisamente, volar alrededor del planeta con la velocidad de su rotación alrededor de su propio eje en la dirección de su rotación. La salida del punto de posicionamiento debido a la influencia de varios factores, los más significativos son la atracción interferente de la Luna, los encuentros con polvo cósmico y otros objetos espaciales, es monitoreada por el sistema de control y corregida periódicamente por los motores del satélite. sistema de control de actitud.

Vladimir Kalanov, sitio "El conocimiento es poder".
Litro: Tim Furniss. La historia de los vehículos espaciales.

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La comunicación por satélite es un tipo de comunicación por radio espacial basada en el uso de satélites terrestres artificiales, por regla general, satélites de comunicación especializados como repetidores.

Conexión satelital. Comunicaciones por satélite espacial. Tecnología de comunicación por satélite:

Conexión satelital marca una nueva etapa en el desarrollo de tecnologías avanzadas, que está indisolublemente ligada a la exploración del espacio ultraterrestre.

La definición de comunicación por satélite suena bastante convincente en la siguiente formulación: la comunicación por satélite debe equipararse a un tipo de comunicación por radio espacial, que se basa en el uso de repetidores especiales: satélites artificiales. conexiones.

Conexión satelital Es uno de los tipos de radiocomunicación espacial basada en el uso de satélites terrestres artificiales como repetidores, por regla general, satélites especializados. conexiones.

La señal de radio es transmitida por pequeñas naves espaciales que se mueven De la tierra a lo largo de una determinada trayectoria.

El dispositivo, puesto en órbita con el fin de proporcionar retransmisión y procesamiento de la señal de radio, fue nombrado satélite de comunicación artificial(ISS abreviado). El complejo equipo de retransmisión está montado a bordo de un satélite de comunicaciones artificial: unidades de transmisión / recepción de señales, así como también antenas operando a ciertas frecuencias. El trabajo de un satélite de comunicaciones artificial consiste en recibir una señal, amplificarla, procesarla en frecuencia y transmitirla hacia las estaciones terrenas que se encuentran en la zona de visibilidad del dispositivo. Un satélite de retransmisión es un dispositivo autónomo capaz de mantener su ubicación en un punto dado en el espacio y consumir electricidad de fuentes de energía a bordo. El sistema de estabilización proporciona una orientación determinada antenas satelitales... El equipo de telemetría proporciona transmisión de datos sobre la posición de la nave espacial a la Tierra, recepción de comandos de control.

La retransmisión de la señal de radio recibida se puede implementar con y sin memorización, lo que se debe a la permanencia inconstante satélite a la vista de terrestres estaciones.

Hoy dia sistemas de comunicación por satélite son una parte integral de la columna vertebral de las telecomunicaciones del mundo, que unen continentes y países.

El principio de la comunicación por satélite. Sistema, equipos, instalaciones y estaciones de comunicaciones por satélite:

El principio de las comunicaciones espaciales por satélite Implica la transmisión / recepción de una señal de radio utilizando estaciones base terrestres o móviles a través de un repetidor de satélite. Esta especificidad de asegurar el paso de ondas de radio se debe a la curvatura de la superficie terrestre, que impide el paso de una señal de radio. En otras palabras, en la zona de visibilidad directa, la señal de radio de una estación a otra se transmite sin demora. Sin embargo, si la tarea es recibir una señal a varios miles de kilómetros de la estación transmisora, entonces se requiere un repetidor que dirija la señal en un ángulo apropiado hacia la estación receptora.

En su centro, conexión satelital a través de un dispositivo repetidor es una analogía típica de la comunicación por relé de radio, solo que en este caso, el repetidor se encuentra a una distancia considerable (altura) de la superficie de la tierra, que asciende a miles de kilómetros. Si para la organización de las comunicaciones por radio a largas distancias a diferentes partes del mundo, se necesitaban muchos repetidores terrestres, con la llegada de los satélites espaciales, su número disminuyó significativamente. Ahora solo se requiere un satélite para transmitir una señal de radio de un continente a otro.

Conexión satelital, en general, es proporcionado por todo un complejo de elementos interrelacionados del sistema de comunicación: satélites de retransmisión; estacionario estaciones terrenas de satélite en la superficie de la tierra; centro de control satelital(TsUSS) y otros elementos del sistema.

Para una transmisión eficiente de señales de radio a largas distancias Señal analoga no es adecuado debido a la alta carga de ruido, por lo que está pre-digitalizado (llamado. comunicaciones digitales por satélite) y luego se transmite al satélite. Para corregir errores, se utilizan esquemas de codificación de corrección de errores.

Hasta la fecha, la recepción / transmisión de una señal de televisión y la transmisión de radio en el territorio de la Federación de Rusia es proporcionada por sistemas de comunicación por satélite(CCC). Conexión satelital, es un elemento clave de la red de comunicaciones interconectadas de la Federación de Rusia. Parte sistema de satélite las comunicaciones incluían dos componentes básicos: tierra y espacio.

Desarrollo de comunicaciones por satélite. Historia del desarrollo en la URSS:

El primer satélite terrestre artificial se puso en órbita en 1957. El peso de la nave espacial fue de solo 83,6 kg. El satélite se controlaba a través de una unidad en miniatura: un transmisor de radio-baliza. Resultados exitosos de recepción / transmisión de señales de radio al aire libre espacio exterior hizo posible implementar planes prospectivos que implican el uso de ISS como repetidor de señales de radio activo y pasivo. Sin embargo, para implementar planes tan prometedores, era necesario crear una nave espacial que pudiera llevar suficiente peso (una variedad de equipos de transmisión y recepción). Además, para poner en órbita artificial satélite, necesitábamos un potente cohete motores Y equipamiento. Después de que los ingenieros rusos resolvieron estos problemas, fue posible lanzar la ISS a un espacio abierto para trabajos científicos y de investigación, para resolver tareas de navegación, meteorológicas y de reconocimiento, así como para proporcionar un canal estable. conexiones para la transmisión de señales de radio a largas distancias. La formación de un sistema de comunicación por satélite (SSS) se activó después del lanzamiento del primer satélite artificial. Como parte de la implementación de este concepto, se comenzaron a construir estaciones transceptoras base equipadas con antenas parabólicas en la superficie terrestre. Diámetro antenas alcanzó los 12 metros, lo que permitió garantizar una recepción y transmisión estables de señales de radio. En 1965, los ingenieros rusos lograron garantizar la recepción de programas de televisión en Vladivostok, transmitidos desde Moscú a través del CCC.

En 1967, después de probar y llevar la capacidad técnica a los parámetros requeridos, se puso en funcionamiento el sistema de comunicación por satélite Orbita. En 1975, el satélite espacial Raduga se lanzó a una órbita circular. La distancia desde la superficie terrestre hasta la aeronave artificial era de casi 36 km. La dirección de rotación del planeta y el satélite prácticamente coincidieron, por lo que la ISS literalmente "flotó" sobre la Tierra, permaneciendo inmóvil durante todo el día. Esta solución técnica simplificó la transmisión de comandos de control a la nave espacial y garantizó el funcionamiento de un canal estable para recibir / transmitir ondas de radio. Posteriormente, se puso en órbita un "Horizon" de la ISS más avanzado.

Los resultados de la operación de la ISS "Orbita" mostraron la ineficacia del servicio de señales de radio en interés de la transmisión de programas de televisión en pequeñas asentamientos, que suman varias decenas de miles de residentes locales. Por lo tanto, se dio prioridad a las estaciones terrestres compactas para recibir y transmitir la señal, atendidas por el SCC "Ekran". Un satélite artificial de este sistema de comunicaciones por satélite se lanzó a la órbita terrestre baja en 1976. Ahora la gente podía ver los programas de la televisión central incluso en lugares remotos de Siberia y el Lejano Oriente.

En los años 80 del siglo pasado, el sistema de comunicaciones por satélite "Moscú" fue explotado activamente a través de la ISS "Gorizont".

Uso de comunicaciones por satélite. Características del funcionamiento de los satélites de comunicación:

En el período inicial del desarrollo del espacio cercano a la Tierra, con el fin de transmitir la señal de radio al espacio, se lanzaron los satélites más simples, que contenían un mínimo de equipo a bordo (satélites espaciales "ECHO" y "EKHO-2") . Como repetidor, se utilizó una esfera metálica del cuerpo, que tiene un efecto reflectante. A menudo, una esfera de polímero con un metal rociar... La eficiencia de tales dispositivos era extremadamente baja, por lo tanto, los satélites artificiales pasivos no recibieron el desarrollo adecuado. Todo lo contrario se ha convertido en satélites artificiales activos, que tienen un complejo relleno electrónico en su interior, diseñado para recibir, procesar, amplificar y transmitir una señal de radio a cualquier parte del mundo.

Por el método de procesamiento de señales de radio. Los satélites espaciales se clasifican en dos tipos: ISS regenerativos y no regenerativos.

Satélites de comunicación regenerativa Se lleva a cabo un conjunto de operaciones más voluminoso: en la etapa de recepción de la señal, la demodula y, en el momento de la retransmisión, la modula. Este método de procesamiento de señales de radio requiere equipo y se caracteriza por una complejidad suficiente. Los satélites regenerativos son caros.

Satélites de comunicación no regenerativos proporcionar el conjunto de operaciones más simple con una señal de radio. En el momento de recibir una señal de una estación terrena, un satélite de comunicación artificial proporciona su amplificación y transferencia a otra frecuencia. Posteriormente, la señal de radio se transmite a otra estación terrena. El satélite puede recibir y transmitir simultáneamente muchas señales de radio a través de diferentes canales (transpondedores). A cada canal se le asigna una parte dedicada del espectro. La desventaja de este método es el retraso notable de la señal de radio transmitida, debido a las reglas dobles de corrección de errores.

Órbitas de comunicación por satélite. Órbitas de satélites de comunicaciones espaciales:

Sobre este momento Existe la siguiente clasificación de las órbitas de los transpondedores de satélite.

Órbita de comunicación satelital ecuatorial. Un rasgo característico de la órbita ecuatorial es el enfoque geoestacionario subyacente a la propuesta tecnologias... La esencia del enfoque radica en el hecho de que las velocidades angulares del satélite de retransmisión y la Tierra no solo coinciden, sino que también se mueven en la misma dirección. En otras palabras, la dirección de movimiento del satélite y la rotación de nuestro planeta son idénticas. La principal ventaja de la órbita ecuatorial es que el receptor terrestre está constantemente en comunicación con el satélite. En este caso, el satélite parece estar en un solo lugar, por lo que las ondas de radio no encuentran obstáculos.

Las desventajas de la versión propuesta de la circulación por satélite de comunicaciones incluyen las siguientes:

- dado que cientos y miles de satélites diferentes se lanzan simultáneamente a la órbita, aumenta el riesgo de colisiones entre ellos, por lo que debe calcular y controlar cuidadosamente sus trayectorias;

- la gran altitud (unos 36 mil km) de poner satélites en órbita conduce a retrasos importantes en la transmisión información útil(efecto de retardo de la señal de radio);

- una altitud significativa de lanzamiento de satélites en órbita requiere importantes costes de material;

- la imposibilidad de dar servicio a estaciones terrenas en las regiones polares.

Órbita de comunicación por satélite inclinada representa una versión más compleja del movimiento en el espacio ultraterrestre y la interacción del satélite con las estaciones terrenas.

Como parte del esquema propuesto, las estaciones terrenas están equipadas con dispositivos de rastreo especiales que facilitan la búsqueda de un transpondedor espacial en órbita cercana a la tierra y proporcionan una corrección para el ángulo de rotación del espejo de la antena. Una ventaja importante de este enfoque es la opción de seguimiento constante del satélite. En otras palabras, la estación terrena monitorea constantemente la ubicación del satélite y lo "guía" por el cielo. La innovación se justifica plenamente en situaciones de preemergencia y fuerza mayor, cuando los propietarios de los satélites, por diversas razones, no controlan su ubicación.

Órbita polar comunicaciones por satélite se identifica con un caso especial de órbita inclinada y asume una inclinación de 90 ° con respecto al plano ecuatorial.

Rangos de frecuencia de comunicación por satélite. Tipos de comunicaciones por satélite:

Las estaciones terrestres transmiten una señal de radio a un satélite en un rango específico. Especificidad este proceso debido al hecho de que el rango de frecuencias para la transmisión de señales de radio desde la estación terrena difiere del espectro de frecuencias de la señal transmitida desde el satélite. En otras palabras, un rango de frecuencia se usa para transmitir una señal de radio y otro se usa para retransmitir. Esta característica Se explica por el hecho de que capas de la atmósfera transmiten la señal de radio de diferentes formas, activando el proceso de atenuación y absorción de la señal. Los rangos de frecuencia de las comunicaciones por satélite están determinados por el “Reglamento de Radiocomunicaciones”, teniendo en cuenta la especificidad de las “ventanas de transparencia para ondas de radio” de la atmósfera, el nivel de interferencia de radio y la influencia de otros factores.

Las bandas de frecuencia utilizadas en las comunicaciones por satélite se designan con letras especiales.

Para la banda L, se asigna una banda de frecuencia de 1,5-1,6 GHz, el alcance satélite móvil(PSS).

Para la banda S, se asigna la banda de frecuencia 1, 9-2,2 y 2,4-2,5 GHz, el ámbito de uso satélite móvil(PSS).

Para la banda C, se asigna una banda de frecuencia de 4-6 GHz, el alcance es (FSS).

Para la banda Ku, se asigna una banda de frecuencia de 11, 12, 14 GHz, el ámbito de aplicación es comunicaciones por satélite fijas(FSS), radiodifusión por satélite.

Para la banda K, se asigna una banda de frecuencia de 20 GHz, el ámbito de aplicación es comunicaciones por satélite fijas(FSS), radiodifusión por satélite.

Para la banda Ka, se asigna una banda de frecuencia de 30 GHz, el ámbito de aplicación es comunicaciones por satélite fijas(FSS), satélite móvil(PSS), comunicación entre satélites.

Para la banda ENF, se asigna una banda de frecuencia de 40-50 GHz, el ámbito de aplicación es comunicaciones por satélite fijas(FSS), perspectiva.

Más alta calidad La recepción de radio es proporcionada por la banda C, pero esto requiere una antena con un diámetro de plato mayor.

¿Cuántos canales puede proporcionar un satélite de comunicaciones? Sistema de comunicación por satélite:

Un transceptor de satélite típico que opera en el rango de 4-6 GHz ocupa una banda de frecuencia de 36 MHz, lo que hace posible proporcionar retransmisión de 6 canales de TV o 3.6 mil canales telefónicos. Un satélite suele tener 12 o 24 transceptores.

En el futuro, un moderno sistema de comunicaciones por satélite incluirá varios subsistemas:

- comunicaciones fijas por satélite (FSS), diseñadas para dar servicio a la red de comunicaciones interconectadas de la Federación de Rusia;

- subsistema de radiodifusión de televisión por satélite y radiodifusión;

- un subsistema de comunicaciones móviles por satélite (SMS) diseñado para satisfacer las necesidades de los abonados móviles y remotos.

Para que el repetidor de satélite pueda funcionar, muchos usuarios utilizan tecnología de acceso múltiple de frecuencia, código o división de tiempo.

Nota: © Photo //www.pexels.com, //pixabay.com

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Los satélites de comunicación lanzados al espacio, por regla general, entran en órbitas geoestacionarias, es decir, vuelan a la velocidad de rotación de la Tierra y se encuentran en una posición constante en relación con la superficie del planeta. Circulando 22,300 millas sobre el ecuador, uno de esos satélites puede recibir señales de radio de un tercio del planeta.

Los primeros satélites como Echo, lanzado en 1960, simplemente reflejaban señales de radio dirigidas a ellos. Los modelos avanzados no solo reciben señales, sino que también las amplifican y transmiten a puntos específicos de la superficie terrestre. Desde el lanzamiento del primer satélite de comunicaciones comerciales, INTELSAT en 1965, estos dispositivos se han vuelto mucho más sofisticados. Ultimo Modelo El satélite alimentado por energía solar opera con 30.000 llamadas telefónicas o sirve cuatro transmisiones de televisión al mismo tiempo. Las señales provienen de las antenas de la estación de comunicación Tierra-LA y son recibidas por el transpondedor del satélite. Este dispositivo electrónico amplifica la señal y la conmuta a una antena, que la transmite a la estación terrestre del avión más cercana. Para evitar interferencias, las señales ascendentes y descendentes se transmiten a diferentes frecuencias.

Lanzados a órbitas geoestacionarias, tres satélites INTELSAT (izquierda) transmiten señales de radio de onda larga en todo el mundo. Al servicio de las cuencas de los océanos Pacífico, Índico y Atlántico, los satélites permiten teléfonos de alta velocidad, televisión y comunicación telegráfica... En este sentido, las señales de radio de alta frecuencia se reproducen, ya que son repelidas por las partículas cargadas que forman las capas E y F de la atmósfera.

Esta antena parabólica puede recibir incluso señales muy débiles del satélite, la mayoría de estos sistemas también pueden servir para la comunicación tierra-aeronave.

INTELSAT-6

Las señales de radio que llegan a un satélite se debilitan gradualmente a gran distancia hasta un nivel tal que difícilmente pueden transmitirse a la Tierra. Los satélites INTELSAT, cuyo modelo se muestra arriba, amplifican las señales entrantes utilizando energía de paneles solares. Cada satélite también tiene un suministro de combustible sólido para mantener su órbita.

En la imagen de arriba del artículo:

1. elemento bateria solar fuente de alimentación
2. reflectores parabólicos
3. reflectores parabólicos
4. reflectores parabólicos
5. reflectores parabólicos

Como antenas terrestres, esta antena satelital Consiste en un dispositivo en forma de diente llamado emisor primario y un escudo parabólico reflectante. Dos elementos de este sistema aseguran la recepción de ondas de radio entrantes y la destrucción de ondas extrañas.

Las estaciones ubicadas en la superficie del planeta se comunican con INTELSAT a través de enormes antenas parabólicas de 30 pies de ancho como la que se muestra en la Fig. encima.

La comunicación espacial o satelital es esencialmente una especie de comunicación de retransmisión de radio (troposférica) y se diferencia en que sus repetidores no están ubicados en la superficie de la Tierra, sino en satélites en el espacio exterior.

Por primera vez, la idea de las comunicaciones por satélite fue presentada en 1945 por el inglés Arthur Clarke. En una revista de ingeniería de radio, publicó un artículo sobre las perspectivas de cohetes como el V-2 para el lanzamiento de satélites terrestres con fines científicos y prácticos. El último párrafo de este artículo es significativo: “Un satélite artificial a cierta distancia de la Tierra hará una revolución en 24 horas, permanecerá estacionario sobre un lugar determinado y dentro del rango de visibilidad óptica de casi la mitad de la superficie terrestre. Tres repetidores, colocados en la órbita correcta con una separación angular de 120 °, podrán cubrir todo el planeta con retransmisiones de televisión y VHF; Me temo que a los que están planificando el trabajo de posguerra no les resultará fácil, pero considero que este camino es la solución definitiva al problema ".

El 4 de octubre de 1957, la URSS lanzó el primer satélite terrestre artificial del mundo, el primer objeto espacial cuyas señales se recibieron en la Tierra. Este satélite marcó el comienzo de la era espacial. Las señales emitidas por el satélite se utilizaron no solo para radiogoniometría, sino también para transmitir información sobre los procesos en el satélite (temperatura, presión, etc.). Esta información se transmitió cambiando la duración de los mensajes emitidos por los transmisores (modulación de ancho de pulso). El 12 de abril de 1961, por primera vez en la historia de la humanidad, se llevó a cabo un vuelo tripulado al espacio exterior en la Unión Soviética. La nave espacial Vostok con el cosmonauta piloto Yu. A. Gagarin a bordo fue lanzada a la órbita del satélite terrestre. Para medir los parámetros de la órbita de la nave espacial y controlar el funcionamiento de su equipo a bordo, se instalaron en ella numerosos equipos de medición y radiotelemétricos. Para la radiogoniometría de la nave espacial y la transmisión de información telemétrica, se utilizó el sistema de radio Signal que funciona a una frecuencia de 19,955 MHz. La comunicación bidireccional del cosmonauta con la Tierra fue proporcionada por un sistema de radioteléfono que opera en las bandas de onda corta (19.019 y 20.006 MHz) y ultracorta (143.625 MHz). El sistema de televisión transmitió la imagen del cosmonauta a la Tierra, lo que permitió tener un control visual sobre su condición. Una de las cámaras de televisión transmitió una imagen de rostro completo del piloto y la otra, desde un lado.

Los logros de la ciencia rusa en el campo de la exploración espacial hicieron posible implementar las predicciones de Arthur Clarke. A finales de los años 50 del siglo pasado, se comenzaron a realizar estudios experimentales sobre las posibilidades de utilizar satélites terrestres artificiales como repetidores de radio (activos y pasivos) en sistemas de comunicación terrestre en la URSS y Estados Unidos. Desarrollos teóricos en el campo de las capacidades energéticas de las líneas de comunicación satelital permitió formular requerimientos tácticos y técnicos para los dispositivos repetidores satelitales y dispositivos terrestres, en base a las características reales de los medios técnicos que existían en ese momento.

Teniendo en cuenta la identidad de los enfoques, presentaremos estudios experimentales en el campo de la creación de líneas de comunicación por satélite utilizando el ejemplo de Estados Unidos. El primer relé de radio activo "Score" se lanzó el 18 de diciembre de 1958 en una órbita elíptica inclinada con una altura de apogeo de 1481 km, un perigeo de 177 km. El equipo satelital constaba de dos transceptores que operaban en las frecuencias 132.435 y 132.095 MHz. El trabajo se realizó en modo de retransmisión lenta. El almacenamiento de la señal enviada por la estación transmisora ​​terrestre se realizó mediante grabación en cinta magnética. Como fuentes de energía se utilizaron baterías de plata-zinc con una capacidad de 45 amperios, una hora a un voltaje de 18 voltios. La duración de la conexión fue de aproximadamente 4 minutos por cada revolución de satélite. Se realizó retransmisión de 1 teléfono o 7 canales de teletipo. La vida útil del satélite fue de 34 días. El satélite se quemó al entrar a la atmósfera el 21 de enero de 1959. El segundo relé de radio activo "Courier" se lanzó el 4 de octubre de 1960 en una órbita elíptica inclinada con un apogeo de 1270 km y un perigeo de 970 km. El equipo satelital constaba de 4 transceptores (150 MHz para transmisión de comandos y 1900 MHz para comunicación), dispositivos de memoria magnética y fuentes de energía: células solares y baterías químicas. Se utilizaron 19152 células solares de silicio como fuente de energía primaria. Como etapa de amortiguación se utilizaron baterías de níquel-cadmio con una capacidad de 10 amperios-hora a un voltaje de 28-32 voltios. La duración de la sesión de comunicación fue de 5 minutos por revolución de satélite. La vida útil del satélite fue de 1 año. El 10 de julio de 1962, se lanzó un repetidor Telstar activo a una órbita elíptica inclinada con un apogeo de 5600 km y un perigeo de 950 km, que estaba destinado a la retransmisión activa de señales de radio en tiempo real. Al mismo tiempo, transmitió 600 canales telefónicos simplex, 12 canales telefónicos dúplex o un canal de televisión. En todos los casos, el trabajo se realizó mediante el método de modulación de frecuencia. Frecuencias de comunicación: en la línea satélite-Tierra 4169,72 MHz, en la línea Tierra-satélite 6389,58 MHz. La duración de una sesión de comunicación en la línea Estados Unidos-Europa a través de este satélite fue de aproximadamente 2 horas al día. La calidad de las imágenes de televisión transmitidas varió de buena a excelente. El proyecto preveía una vida útil muy significativa del satélite: 2 años, pero después de cuatro meses de operación exitosa, la línea de comando falló. Se encontró que la falla causal fue el daño de la superficie debido a la acción de la radiación cuando el satélite pasó por el cinturón de radiación interno.

El 14 de febrero de 1963 se lanzó el primer satélite síncrono del sistema Sinkom con parámetros orbitales: altitud de apogeo 37.022 km, altitud de perigeo 34185, período orbital 1426,6 minutos. La frecuencia de funcionamiento en el enlace Tierra-satélite es 7360 MHz y en el enlace satélite-Tierra, 1820 MHz. Se utilizaron células solares en la cantidad de 3.840 unidades con una potencia total de 28 W a un voltaje de 27,5 voltios como fuente de energía primaria en el satélite. La comunicación con el satélite se mantuvo solo durante 20.077 segundos, tras lo cual las observaciones se llevaron a cabo por métodos astronómicos.

El 23 de abril de 1965, se lanzó en la URSS el primer satélite de comunicaciones Molniya-1. Con el lanzamiento del segundo satélite de comunicaciones "Molniya-2" el 14 de octubre de 1965, comenzó la operación regular de la línea de comunicación de larga distancia a través del satélite. Más tarde, se creó el sistema de comunicaciones espaciales de largo alcance Orbita. Consistía en una red de estaciones terrestres y satélites terrestres artificiales "Molniya", "Raduga", "Horizon". A continuación, en el Capítulo 7, se mostrará que las modificaciones de los satélites Horizon continúan funcionando en el siglo XXI. Esto indica la alta confiabilidad de los equipos domésticos en comparación con los extranjeros.

Las primeras estaciones de comunicaciones por satélite se construyeron, probaron y pusieron en funcionamiento en la ciudad de Shchelkovo cerca de Moscú y en Ussuriisk. Estaban conectados por cable y líneas de comunicación de retransmisión, respectivamente, con centros de televisión y estaciones interurbanas telefónicas en Moscú y Vladivostok.

El más adecuado para el equipamiento de las estaciones terrenas del sistema satelital resultó ser el equipo de comunicación troposférico TR-60/120, en el que, como se sabe, se utilizaron transmisores de alta potencia y receptores de alta sensibilidad con amplificadores paramétricos de bajo ruido. . Sobre esta base, se está desarrollando un complejo de recepción y transmisión "Horizon", instalado en las estaciones terrestres de la primera línea de comunicación por satélite entre Moscú y Vladivostok.

Transmisores especialmente desarrollados para líneas de comunicación y comando y medición, amplificadores paramétricos con una temperatura de ruido de 120 K para instalación en la antena debajo de la cabina del espejo, así como equipos completamente nuevos que brindan acoplamiento con centros de televisión locales y centrales telefónicas de larga distancia.

En aquellos años, los diseñadores de la estación terrena, temiendo la influencia de potentes transmisores en los receptores, los instalaron en diferentes antenas y en diferentes edificios (receptoras y transmisoras). Sin embargo, la experiencia de usar una antena común para recibir y transmitir, obtenida en las líneas de comunicación troposféricas, hizo posible transferir el equipo de recepción a la antena de transmisión en el futuro, lo que simplificó y redujo enormemente el costo de operación de las estaciones de comunicación por satélite.

En 1967, a través del satélite de comunicaciones "Molniya-1", se creó una extensa red de televisión de estaciones terrenas receptoras "Orbita" con una estación transmisora ​​central cerca de Moscú. Esto permitió organizar los primeros canales de comunicación entre Moscú y el Lejano Oriente, Siberia, Asia Central, transmitir el programa de Televisión Central a regiones remotas de nuestra Patria y además llegar a más de 30 millones de televidentes.

Sin embargo, los satélites Molniya giraban alrededor de la Tierra en órbitas elípticas alargadas. Para rastrearlos, las antenas de las estaciones receptoras terrestres deben girar constantemente. Es mucho más fácil resolver este problema mediante satélites que giran en una órbita circular estacionaria, que se ubica en el plano ecuatorial a una altitud de 36.000 km. Hacen una revolución alrededor de la Tierra en 24 horas y, por lo tanto, a un observador terrestre le parecen colgando inmóvil sobre un punto de nuestro planeta. Tres de estos satélites son suficientes para proporcionar comunicaciones a toda la Tierra.

En los años 80 del siglo pasado, los satélites de comunicaciones "Raduga" y los satélites de televisión "Ekran" operaban efectivamente en órbitas estacionarias. No se necesitaban estaciones terrestres sofisticadas para recibir sus señales. Las transmisiones de televisión de dichos satélites se reciben directamente en antenas colectivas simples e incluso individuales.

En la década de 1980, comenzó el desarrollo de las comunicaciones personales por satélite. En esta conexión, el teléfono satelital está conectado directamente a un satélite en órbita terrestre baja. Desde el satélite, la señal ingresa a la estación terrestre, desde donde se transmite a la red telefónica regular. El número de satélites necesarios para una comunicación estable en cualquier lugar del planeta depende del radio orbital de un sistema de satélites en particular.

La principal desventaja de la comunicación personal por satélite es su costo relativamente alto en comparación con la comunicación celular. Además, los teléfonos satelitales incorporan transmisores de alta potencia. Por tanto, se consideran inseguros para la salud de los usuarios.

Los teléfonos satelitales más confiables operan en la red Inmarsat, que se estableció hace más de 20 años. Los teléfonos satelitales del sistema Inmarsat son una maleta con una tapa con bisagras del tamaño de la primera computadoras portatiles... La cubierta del teléfono satelital también es una antena, que debe girarse hacia el satélite (la intensidad de la señal se muestra en la pantalla del teléfono). La mayoría de estos teléfonos se utilizan en barcos, trenes o vehículos pesados. Cada vez que necesite realizar o contestar la llamada de alguien, deberá instalar el teléfono satelital en alguna superficie plana, abrir la tapa y girarla, determinando la dirección de la señal máxima.

En la actualidad, los sistemas de satélite todavía representan alrededor del 3% del tráfico mundial en el balance general de comunicaciones. Pero la demanda de líneas satelitales sigue creciendo, ya que con un alcance de más de 800 km, los canales satelitales se vuelven económicamente más rentables en comparación con otros tipos de comunicaciones de larga distancia.